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NAND es un componente vital para el futuro de la electrónica. Está en todas partes, aumentando la capacidad de almacenamiento, el rendimiento y la eficiencia energética en todo, desde servidores de centros de datos hasta los dispositivos móviles más pequeños, como… TeléfonosDrones, cámaras y otros dispositivos móviles.
A medida que estos sistemas y dispositivos electrónicos agreguen más funciones y realicen tareas más complejas, como la inteligencia artificial, las necesidades de almacenamiento de datos seguirán creciendo, lo que hará que la memoria flash NAND sea un componente crítico de futuras innovaciones.
Como resultado, ha comenzado la carrera para construir NAND de mayor capacidad con mejor rendimiento y menor consumo. Mucha gente piensa que aumentar el número de clases es el único camino a seguir. Pero la verdad es que existen muchos vectores de innovación NAND y un mayor número de capas no es la única forma de aumentar los bits flash NAND y almacenamiento capacidad.
Esta nueva era de NAND está liderando un período de cambio, ya que la carrera centrada en capas ha quedado atrás. La atención se está desplazando hacia el momento estratégico de la introducción de nodos nuevos y más duraderos optimizados para casos de uso y aplicaciones específicos. No todo Aplicaciones Necesita el nodo más reciente con la mayor capacidad o rendimiento. Hacer que cada capa sea más densa, en lugar de simplemente apilar más capas, mejora la eficiencia energética, el rendimiento y la capacidad, al mismo tiempo que gestiona los costos para satisfacer las necesidades específicas de los clientes.
Vicepresidente senior de ingeniería de desarrollo en Western Digital.
Escalado vertical tradicional
La “carrera de capas” es la idea de que más capas significan más densidad y capacidad de bits, lo que resulta en una ventaja de costos, por lo que la NAND con más capas debería ser la mejor. Pero con 3D NAND, ya no es tan sencillo.
Ampliar NAND es como añadir capacidad en un hotel. Simplemente agregar más pisos puede parecer una buena idea, pero hay que recordar que la construcción genera mayores costos operativos y complejidad, incluidos los costos de compra y transporte de equipos, construcción de pisos, etc. En algún momento, hay rendimientos decrecientes que agregan pisos adicionales. Es evidente que la reducción relativa de costos resultante de agregar diez pisos a un edificio de cien pisos es mejor que agregar el mismo número de pisos a un edificio de quinientos pisos. Pero el capital necesario para añadir la cantidad adicional puede ser mayor para construir esos diez pisos adicionales encima de un edificio de quinientos pisos.
Hacer que cada piso sea más denso, reduciendo las habitaciones y utilizando el espacio de manera más eficiente, puede proporcionar el mismo aumento en la ocupación de una manera más eficiente y rentable.
La misma lógica se aplica a la arquitectura NAND. Simplemente agregar capas NAND una encima de otra puede no ser la única forma de generar más bits o capacidad. Al igual que los pisos de los hoteles, construir NAND utilizable se vuelve más costoso y difícil a medida que aumenta el número de capas. Por ejemplo, apilar capas aumenta el tiempo de procesamiento y se necesita capital adicional para herramientas avanzadas para garantizar que podamos fabricar de manera confiable una matriz NAND de alta calidad.
Escale de manera más inteligente aprovechando múltiples vectores
Si bien el número de capas seguirá creciendo, ya no son el principal impulsor de la innovación. En cambio, la innovación abarca múltiples vectores y existen otras formas de escalar una arquitectura NAND además del escalamiento vertical, incluidos métodos de escalamiento horizontal, lógico y arquitectónico.
El escalado lateral funciona poblando cada capa de memoria y eliminando algunas estructuras de soporte redundantes. Es como exprimir más habitaciones en el mismo piso de una habitación de hotel o reducir el número de escaleras y ascensores en un edificio. Por ejemplo, comenzar con una medida lateral le permite optimizar el espacio disponible antes de agregar otra capa. Este enfoque gradual es más eficiente, ahorra costos y reduce riesgos al mismo tiempo. También permite a los clientes alcanzar un determinado momento de capacidad, con un suministro y una calidad constantes. Cuando decide agregar más capas, el beneficio se duplica al aumentar la eficiencia de las capas agregadas.
El escalado lógico aumenta la cantidad de bits lógicos que se pueden almacenar en un dispositivo físico. En el caso de una habitación de hotel, esto equivaldría a apiñar a más huéspedes en la misma habitación de hotel sin causar interrupciones.
finalmente, Construir La analogía mejora la forma en que los circuitos soportan matrices de memoria, como colocar los circuitos al lado de la matriz, debajo de ella o tal vez implementarlos en un chip separado. En un hotel, este podría ser el lugar donde se encuentra el aparcamiento para los huéspedes necesarios: en el lateral del edificio, debajo o encima (con un medio económico para transportar coches en avión, por supuesto).
Una combinación de los cuatro
Un enfoque que utiliza una combinación de estos cuatro vectores de escala es una forma más inteligente de agregar crecimiento de bits NAND sin sacrificar el rendimiento y la eficiencia energética para la más amplia gama de casos de uso y dispositivos. Tiene el beneficio adicional de mejorar la reducción de costos de nodo a nodo y reducir el capital necesario para las reparaciones.
Aunque la tecnología NAND es compleja, los procesos de fabricación que crean nodos NAND viables y, en última instancia, los productos, son aún más complejos. Estas condiciones se ven exacerbadas por la dinámica de la oferta y la demanda de una era emergente en la que las nuevas aplicaciones, especialmente la inteligencia artificial, aumentarán drásticamente la necesidad de soluciones basadas en memoria flash con uso intensivo de computación y almacenamiento.
Por ejemplo, el marco del ciclo de datos de la IA muestra el círculo virtuoso en el que el almacenamiento alimenta los modelos de IA y la IA, a cambio, requiere más almacenamiento. Este ciclo de datos de IA será un importante motor de crecimiento adicional para la industria del almacenamiento.
Rendimiento, potencia y habilidad.
El rendimiento, la fuerza y la habilidad juegan un papel importante en cada fase, y cada fase requiere algo diferente. Si bien las etapas iniciales necesitan una capacidad masiva para contener la mayor cantidad de datos posible para el entrenamiento del modelo, a medida que los datos avanzan a lo largo del ciclo, la velocidad y el rendimiento pueden ser los factores más importantes. La potencia se está convirtiendo cada vez más en un factor crítico en cualquier aplicación de inteligencia artificial.
En esta nueva era de NAND, las rutas de migración de la década para NAND también deberían basarse en las necesidades de los clientes, no en el enfoque único del pasado.
Las diferentes necesidades de los diferentes clientes están empezando a divergir y el papel de los proveedores de NAND para satisfacer estas necesidades es cada vez más interesante. En última instancia, es lo que construye el cliente lo que determinará cómo funcionará el flash que contiene: qué tan grande es, cuánta capacidad tiene y cuánta energía consumirá. No se trata de la cantidad de capas del producto. Centrarse en las características que más importan a los clientes (rendimiento, capacidad y potencia) es una estrategia ganadora.
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Este artículo se produjo como parte del canal Expert Insights de TechRadarPro, donde mostramos las mejores y más brillantes mentes de la industria tecnológica actual. Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no necesariamente las de TechRadarPro o Future plc. Si está interesado en contribuir, obtenga más información aquí: https://www.techradar.com/news/submit-your-story-to-techradar-pro
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